河海大学在离子柔性传感器设计与应用研究方面取得新进展

近日，河海大学、江苏省特种机器人技术重点实验室团队在功能材料领域期刊《Advanced Functional Materials》上发表综述文章。论文系统总结了离子柔性传感器在传感机理、组成、结构设计及应用方面的最新研究进展。

该文详细回顾了几种典型的离子柔性传感机制及结构组成，并通过耦合模型讨论了其传感性能的影响因素，包括超级电容界面离子传感效应、压电式离子传感效应和压阻式离子传感效应。其次，基于可生物降解性、自愈性和多模态性等生物学特性，重点讨论了固体离子聚合物基体、金属基电极、非金属基电极和微结构设计在离子柔性传感器中的应用及改进策略。然后，探讨了离子柔性传感器在人工皮肤、人机交互技术、可穿戴设备等相关领域的典型应用。最后，提出了离子柔性传感器当前面临的挑战和未来发展趋势，为离子传感器的发展提供可参考的技术路线图。

该工作是团队近期关于离子柔性器件相关研究的最新进展之一。近年来，团队对离子柔性器件（包括离子柔性传感器和离子柔性驱动器）的机理、制备、性能改进及模型应用做了一系列的探索。在制备工艺方面，团队提出一种电极界面的新制备工艺。在传感性能探究方面，团队揭示了自供电离子聚合物传感器湿度感知机理；同时，建立了基于N-P方程的离子聚合物传感器力电耦合模型。在应用方面，团队研发了可用于医疗手术和人工心脏的活性导管和微泵样机（Appl Bionics Biomech, 2018, 2018:4031705），并开发了一种离子簇团聚机理启发的球形变刚度软体抓手（Soft Robotics 2021）。